La science du sommeil encore à ses débuts

Une nouvelle revue de recherche révèle que le sommeil reste un mystère biologique durable avec une pertinence clinique majeure.

Thomas Scammell, MD, du Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) et ses collègues ont découvert qu'au cours des dernières décennies, les nouvelles technologies ont permis aux neuroscientifiques d'identifier plusieurs circuits cérébraux qui régissent le cycle sommeil / éveil, ainsi que les facteurs qui peuvent l'influencer, comme la caféine et la lumière.

Mais les enquêteurs ont également découvert que la complexité du cerveau est toujours un obstacle à la compréhension du sommeil.

«Au cours des dix dernières années, les neuroscientifiques ont eu accès à de nouveaux outils avec lesquels nous pouvons tester les rôles de neurones très spécifiques dans le cerveau», a déclaré l'auteur principal Scammell, professeur au département de neurologie du BIDMC.

«Lorsque nous connaissons les acteurs spécifiques du cerveau, cela nous permet de développer des thérapies pour aider les gens à s'endormir ou aider les personnes endormies à être plus alertes pendant la journée.»

Plus précisément, deux technologies développées depuis 2000 permettent aux neurologues d'activer ou de désactiver des neurones spécifiques. Dans un processus appelé chimiogénétique, les chercheurs utilisent des médicaments qui n’ont un effet que sur un groupe de cellules génétiquement défini pour déterminer le rôle des neurones.

L'optogénétique utilise la lumière laser pour activer ou désactiver les cellules cérébrales ciblées. Ces techniques ont révélé quels circuits neuronaux favorisaient l'éveil et le sommeil dans tout le cerveau, en particulier dans le tronc cérébral et l'hypothalamus.

«Nous pouvons maintenant interroger les neurones d'une manière plus précise», a déclaré Scammell. «Les techniques sont très similaires, mais l'optogénétique fonctionne sur une courte échelle de temps, de l'ordre de quelques secondes. Avec la chimiogénétique, nous pouvons surveiller pendant plusieurs heures ce qui se passe lorsque nous activons ou désactivons certains neurones. »

Les chercheurs sur le sommeil ont également fait des découvertes importantes sur la chimie fondamentale de la somnolence ces dernières années. Lors d'une percée majeure à la fin des années 1990, les scientifiques ont découvert un produit chimique auparavant inconnu, un neurotransmetteur appelé orexine, nécessaire pour maintenir de longues périodes d'éveil.

La perte de production d'orexine provoque le trouble du sommeil commun, la narcolepsie, qui se caractérise par une somnolence chronique et un sommeil paradoxal irrégulier. Aujourd'hui, les sociétés pharmaceutiques fabriquent des médicaments qui bloquent intentionnellement le système orexine pour traiter l'insomnie. Les chercheurs tentent également de développer des médicaments qui imitent l'orexine pour réveiller les gens.

«Un médicament qui agit comme l'orexine pourrait être aussi efficace pour les patients atteints de narcolepsie que l'insuline l'est pour les personnes atteintes de diabète», a déclaré Scammell.

La recherche en neurosciences a également révélé la circulation cérébrale régissant les rythmes circadiens, l'horloge biologique qui synchronise la somnolence et l'état de veille avec la nuit et le jour.

Situé profondément dans l'hypothalamus, le noyau suprachiasmatique (SCN) régule les rythmes circadiens et est capable de les maintenir pendant un certain temps même dans l'obscurité totale. Cependant, le SCN n’est pas à la hauteur de l’environnement numérique en ce qui concerne les habitudes de sommeil des gens.

«Les gens utilisent de plus en plus leurs appareils électroniques au lit, ce qui incite le cerveau à penser qu'il est exposé à la lumière du jour», a déclaré Scammell. «L'horloge interne est réinitialisée, ce qui rend le réveil beaucoup plus difficile le matin.»

Les téléphones et les tablettes ne sont que l'une des raisons pour lesquelles environ un tiers de tous les adultes américains sont privés de sommeil, obtenant beaucoup moins que les sept à huit heures de sommeil recommandées par nuit.

Cela soulève plus de questions sur les raisons pour lesquelles certaines personnes ont besoin de plus ou moins que cela, et pourquoi certaines personnes peuvent tolérer un déficit de sommeil tellement mieux que d'autres. Les liens entre le manque de sommeil ou le manque de sommeil et les maladies métaboliques, le risque de cancer et les troubles de l'humeur nécessitent également une étude plus approfondie.

Avec chacun des centaines de milliers de neurones du cerveau en réseau les uns aux autres, les scientifiques auront besoin d’une connaissance plus approfondie du fonctionnement interne du cerveau pour comprendre comment les circuits qui régulent le sommeil interagissent.

«Il existe un énorme dialogue entre ces circuits», a déclaré Scammell, qui a déclaré que la technologie actuelle permet aux scientifiques de surveiller des dizaines de neurones à la fois dans une région du cerveau.

«Notre capacité à enregistrer l'activité de seulement une poignée de neurones simultanément n'est toujours pas loin de comprendre l'ensemble du cerveau, mais au moins c'est un pas dans la bonne direction.»

Les résultats de l'étude apparaissent dans la revue Neurone.

Source: Centre médical Beth Israel Deaconess